Trong các hệ thống sản xuất hiện đại, độ chính xác của sản phẩm, hiệu quả của thiết bị và tuổi thọ của linh kiện ngày càng phụ thuộc vào những tiến bộ trong kỹ thuật bề mặt. Là một phương pháp xử lý bề mặt quan trọng, công nghệ phủ cứng đã được áp dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như dụng cụ cắt, khuôn mẫu, linh kiện chính của ô tô và sản phẩm 3C. Nó đóng vai trò là yếu tố chính giúp tăng cường độ bền, độ tin cậy và hiệu suất tổng thể.
Số 1 Định nghĩa kỹ thuật và vị trí chức năng
“Lớp phủ cứng” thường đề cập đến các màng mỏng chức năng được phủ lên chất nền thông qua phương pháp lắng đọng hơi vật lý (PVD) hoặc lắng đọng hơi hóa học (CVD). Các lớp phủ này thường có độ dày từ 1 đến 5 μm, có độ cứng vi mô cao (>2000 HV), hệ số ma sát thấp (<0,3), độ ổn định nhiệt tuyệt vời và độ bám dính giao diện mạnh—kéo dài đáng kể tuổi thọ và giới hạn hiệu suất của vật liệu chất nền.
Thay vì chỉ hoạt động như một lớp phủ bề mặt, lớp phủ cứng được thiết kế với cấu trúc lớp được tối ưu hóa, vật liệu được lựa chọn và cơ chế bám dính lớp phủ nền được thiết kế riêng. Điều này cho phép lớp phủ chịu được các điều kiện vận hành phức tạp đồng thời mang lại khả năng chống mài mòn, ổn định nhiệt và chống ăn mòn.
Nguyên lý hoạt động số 2 của lớp phủ cứng
Lớp phủ cứng chủ yếu được lắng đọng bằng hai kỹ thuật chính: Lắng đọng hơi vật lý (PVD) và Lắng đọng hơi hóa học (CVD).
1. Lắng đọng hơi vật lý (PVD)
PVD là một quá trình dựa trên chân không trong đó vật liệu phủ được bốc hơi, phun hoặc ion hóa và lắng đọng một lớp màng mỏng trên bề mặt chất nền. Quá trình này thường bao gồm:
Sự bốc hơi hoặc bắn phá vật liệu
Vận chuyển pha hơi: Các nguyên tử/ion di chuyển trong môi trường chân không
Sự hình thành màng: Sự ngưng tụ và phát triển của lớp phủ dày đặc trên chất nền
Các kỹ thuật PVD phổ biến bao gồm:
Sự bốc hơi nhiệt
Phun xạ Magnetron
Lớp phủ Ion hồ quang
2. Lắng đọng hơi hóa học (CVD)
CVD liên quan đến việc đưa các tiền chất khí ở nhiệt độ cao vào để phản ứng hóa học trên bề mặt chất nền, tạo thành lớp phủ rắn. Phương pháp này phù hợp với các lớp phủ ổn định nhiệt như TiC, TiN và SiC.
Đặc điểm chính:
Độ bám dính mạnh vào chất nền
Khả năng tạo lớp phủ tương đối dày
Nhiệt độ xử lý cao đòi hỏi chất nền chịu nhiệt
Số 3 Kịch bản ứng dụng
Trong môi trường công nghiệp có tải trọng cao và hoạt động tần số cao, các thành phần phải chịu ma sát, ăn mòn và sốc nhiệt. Lớp phủ cứng tạo thành lớp bảo vệ có độ cứng cao, ma sát thấp và ổn định nhiệt, giúp tăng đáng kể hiệu suất và tuổi thọ của bộ phận:
Dụng cụ cắt: Các lớp phủ như TiAlN và AlCrN cải thiện đáng kể khả năng chịu nhiệt và hiệu suất chống mài mòn, kéo dài tuổi thọ dụng cụ từ 2 đến 5 lần, giảm việc thay đổi dụng cụ và cải thiện tính nhất quán khi gia công.
Khuôn và máy đột: Lớp phủ TiCrAlN và AlCrN làm giảm sự mài mòn, trầy xước và nứt do nhiệt, tăng tuổi thọ khuôn, chất lượng chi tiết và giảm thời gian chết máy.
Linh kiện ô tô: Lớp phủ DLC (Carbon giống kim cương) trên các bộ phận như xupap, chốt piston và bộ nâng van giúp giảm ma sát và tốc độ mài mòn, kéo dài chu kỳ thay thế và cải thiện hiệu suất sử dụng nhiên liệu.
Thiết bị điện tử tiêu dùng 3C: TiN, CrN và các lớp phủ cứng trang trí khác trên vỏ điện thoại thông minh và viền camera có khả năng chống trầy xước và chống ăn mòn trong khi vẫn giữ được lớp hoàn thiện bằng kim loại để nâng cao trải nghiệm của người dùng.
Tổng quan ứng dụng theo ngành
| Ngành công nghiệp | Ứng dụng | Loại lớp phủ phổ biến | Cải tiến hiệu suất |
| Dụng cụ cắt | Dụng cụ tiện, dao phay, mũi khoan, vòi | TiAlN, AlCrN, TiSiN | Cải thiện khả năng chống mài mòn và độ cứng khi nóng; Tuổi thọ dụng cụ tăng 2–5 |
| Ngành công nghiệp đúc khuôn | Khuôn dập, khuôn ép và khuôn kéo | TiCrAlN, AlCrN, CrN | Chống mài mòn, chống mỏi nhiệt, độ chính xác tốt hơn |
| Phụ tùng ô tô | Chốt piston, van đẩy, thanh dẫn van | DLC, CrN, Ta-C | Ma sát và mài mòn thấp hơn, độ bền được cải thiện, tiết kiệm nhiên liệu |
| Ngành công nghiệp đúc khuôn | Khuôn dập, khuôn ép và khuôn kéo | TiCrAlN, AlCrN, CrN | Chống mài mòn, chống mỏi nhiệt, độ chính xác tốt hơn |
| Phụ tùng ô tô | Chốt piston, van đẩy, thanh dẫn van | DLC, CrN, Ta-C | Ma sát và mài mòn thấp hơn, độ bền được cải thiện, tiết kiệm nhiên liệu |
| Dụng cụ tạo hình nguội | Tiêu đề lạnh chết, đấm | AlSiN, AlCrN, CrN | Tăng cường độ ổn định nhiệt và độ bền bề mặt |
SỐ 5 Giải pháp lắng đọng lớp phủ cứng của Zhenhua Vacuum: Cho phép
Sản xuất hiệu suất cao
Để đáp ứng nhu cầu ngày càng tăng về lớp phủ hiệu suất cao trong nhiều ngành công nghiệp, Zhenhua Vacuum cung cấp các giải pháp lắng đọng lớp phủ cứng tiên tiến có hiệu suất lắng đọng cao và khả năng tương thích với nhiều quy trình - lý tưởng cho sản xuất chính xác trong khuôn mẫu, dụng cụ cắt và phụ tùng ô tô.
Ưu điểm chính:
Lọc plasma hồ quang hiệu quả để giảm hạt lớn
Lớp phủ Ta-C hiệu suất cao kết hợp hiệu quả và độ bền
Độ cứng cực cao (lên đến 63 GPa), hệ số ma sát thấp và khả năng chống ăn mòn đặc biệt
Các loại lớp phủ áp dụng:
Hệ thống hỗ trợ lắng đọng các lớp phủ siêu cứng, chịu nhiệt độ cao bao gồm AlTiN, AlCrN, TiCrAlN, TiAlSiN, CrN, v.v. - được sử dụng rộng rãi trong khuôn mẫu, dụng cụ cắt, máy đột, phụ tùng ô tô và piston.
Khuyến nghị về thiết bị:
(Kích thước hệ thống tùy chỉnh có sẵn theo yêu cầu.)
1.MA0605 Máy phủ màng cứng PVD
3.Máy phủ lớp phủ chống mài mòn dụng cụ cắt HDA1112
– Bài viết này được phát hành bởi máy phủ chân khôngnhà sản xuất Máy hút bụi Zhenhua.
Thời gian đăng: 26-05-2025